Praėjusią savaitę buvo kalbama apie astronautų sveikatą, apie palydovų skrydį į Kentauro Alfą, apie galaktikų judėjimą Visatoje ir tamsiosios materijos anihiliaciją. Ir dar daug visokių įdomių dalykų buvo ištirta, atrasta ir paskelbta, o dešimt tų naujienų, kaip visada, rasite po kirpsniuku.

***

Astronautų sveikata. Buvimas kosmose įvairiai paveikia žmonių organizmus. Dažniausiai tas poveikis yra neigiamas. Jau seniai žinoma apie raumenų atrofiją, kaulų retėjimą, akių problemas. Dabar pirmą kartą ištirta, kaip mikrogravitacija paveikia astronautų smegenis. Paaiškėjo, kad didelė dalis smegenų susitraukia; manoma, kad taip gali būti dėl didesnio skysčių kiekio galvoje, atsirandančio, kai nelieka gravitacijos, traukiančios objektus žemyn. Iš kitos pusės, smegenų dalis, atsakinga už kojų valdymą ir jutiminės informacijos iš kojų apdorojimą, padidėja – tai greičiausiai susiję su mokymusi judėti mikrogravitacijoje. Šie tyrimai gali padėti ne tik ateities astronautams, bet ir medicinoje, kuriant naujus terapijos būdus žmonėms, ilgą laiką buvusiems prikaustytiems prie lovos arba turintiems smegenų skysčių problemų. Tyrimo rezultatai publikuojami žurnale Microgravity.

Beveik prieš metus į Žemę grįžo astronautas Scott Kelly, praleidęs Tarptautinėje kosminėje stotyje beveik metus. Jo brolis dvynys Mark, irgi astronautas, tuo metu buvo Žemėje, o NASA specialistai tyrė jų abiejų sveikatą. Dabar paskelbti pirmieji dvynių tyrimų, atliktų Scottui grįžus į Žemę, rezultatai. Aptikta daugybė smulkių skirtumų tarp dvynių organizmų. Pavyzdžiui, kosmose buvusio brolio organizme aptikta uždegimo pėdsakų, pailgėjo jo telomerai (DNR grandinės galuose esančios dalys, paprastai trumpėjančios senstant ir dalijantis ląstelėms), praretėjo kaulai, pakito skirtingų rūšių žarnyno bakterijų populiacijų santykiai, pakito kai kurių genų išraiška. Šie rezultatai – preliminarūs, dar reikės atlikti įvairių patikrinimų, kad būtų galima nustatyti statistinį pokyčių reikšmingumą. Bet pirmas žingsnis jau žengtas.

***

Palydovas-ferma. Kolonistai Mėnulyje ir Marse kažkaip turės užsiauginti sau maisto. Greičiausiai tai bus daroma šiltnamiuose, kuriuose bus palaikomos Žemei artimos sąlygos. Tačiau gravitacijos pakeisti neįmanoma, taigi reikia suprasti, kaip įvairūs augalai augstų Mėnulio ir Marso gravitacijos sąlygomis. Šiemet ketinama paleisti palydovą, kuris duos atsakymą į šį klausimą. Palydovas Eu:CROPIS skris žemojoje Žemės orbitoje ir suksis aplink savo ašį, taip kraštuose sukurdamas pirmiausiai Mėnulio gravitaciją, paskui – Marso. Kiekvienas misijos etapas truks po šešis mėnesius, o jų metu specialiuose kambariuose dygs ir augs pomidorai. Kartu su augalais bus tiriami ir mikroorganizmai, gaminsiantys trąšas iš šlapimo ir deguonį gaminantys mikrobai. Šį Europos kosmoso agentūros palydovą dar šiemet turėtų iškelti SpaceX Falcon 9 raketa.

***

Kosminės kelionės – sudėtingas reikalas. Vien palikti Žemę yra nelengva užduotis, reikalaujanti daug energijos. Kaip bandome išlipti iš šio gravitacijos šulinio, savaitės filmuke pasakoja Kurzgesagt:

***

Marso tyrimai. Kol Marse nėra žmonių, paviršiaus tyrimams turime pasitenkinti marsaeigiais. Įprastai jų misijos yra labai fokusuotos, tyrinėjami tik konkretūs objektai ar vietos. Žemėje geologinių tyrimų misijų pradžioje teritorija būna išžvalgoma plačiai, taip dažnai nustatomos geriausios vietos detaliems kasinėjimams. Dabar panašiai siūloma daryti ir su marsaeigiais. Pasiūlymo autoriai teigia, kad ir Smalsiukas, ir Opportunity jau darė panašius apžvalginius stebėjimus prieš pasirinkdami kai kuriuos detalių tyrimų taikinius, ir tai buvo naudinga. Siekdami išbandyti savo pasiūlymo naudingumą, tyrėjai sumodeliavo marsaeigio misiją Jutos valstijos dykumoje, kur palygino dviejų komandų darbą. Viena komanda dirbo įprastu geologinių tyrimų principu – pirma apžvalga, paskui detalūs tyrinėjimai. Kita dirbo marsaeigio principu – detalūs stebėjimai iškart ir tolesni sprendimai, paremti tik jais. Nustatyta, kad apžvalginiai stebėjimai tikrai sutaupo misijos resursų ir laiko, ypač jei reikia išsirinkti vieną tyrimų vietą iš kelių, kurios atrodo panašiai iš didelio atstumo (pavyzdžiui, palydovo darytoje nuotraukoje). Tyrimo rezultatai publikuojami Acta Astronautica.

Vienas iš ilgalaikių planetų tyrimų tikslų – gyvybės pėdsakų arba pačios gyvybės paieškos. Šiuo metu būdai nustatyti, ar kokiame nors mėginyje yra gyvybės, nėra labai patikimi. NASA mokslininkai stengiasi tai pakeisti, ir kuria 10 tūkstančių kartų tikslesnį metodą. Jis remiasi procesu, vadinamu kapiliarų elektroforeze. Šiuo metu panašus metodas jau naudojamas biologiniams mėginiams tyrinėti Žemėje. Juo ypatingai gerai aptinkamos ir atskiriamos aminorūgštys – visos žemiškos gyvybės pagrindas. Pritaikius metodą naudojimui kosminiuose zonduose, gyvybės paieškos Marse ar kur kitur taps daug paprastesnės. Tyrimo rezultatai publikuojami Analytical Chemistry.

2011 metais šiaurės vakarų Afrikoje nukrito meteoritas iš Marso. Tokių meteoritų cheminės sudėties analizė leidžia nustatyti, kada jie paliko Marsą ir aplinką, kurioje gulėjo prieš jį palikdami. Palyginus šio meteorito savybes su kitų vulkaninės kilmės Marso meteoritų, nustatyta, kad naujasis meteoritas atskrido iš ten pat, kur ir dauguma kitų. O štai jo amžius yra gerokai didesnis – 2,4 milijardo metų, kai kitų meteoritų amžius yra 327-600 milijonų metų. Tai reiškia, jog Marse beveik du milijardus metų toje pačioje vietoje buvo ugnikalnis. Tai – išskirtinai ilgas laiko tarpas, nepalyginamas su Žemėje esančių ugnikalnių gyvavimo trukmėmis. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Junonos ekstremalūs skrydžiai. Praėjusią savaitę Jupiterį tyrinėjantis zondas Juno (Junona) praskrido vos 4300 km atstumu nuo planetos debesų – arčiau nei bet kada iki šiol. Tai buvo ketvirtoji zondo orbita aplink Jupiterį. Jos metu surinkta informacija apie planetos atmosferą, spinduliuotę ir magnetinio lauko linijomis lekiančią plazmą. Kaip įprasta, padaryta ir nuotraukų, kuriomis galite pasigrožėti Universe Today straipsnio galerijoje.

Junonos tyrimų objektas yra Jupiteris ir jo magnetosfera. Bet pastaroji yra susijusi su Jupiterio palydovais, ypač Ijo, kurio ugnikalniai nuolatos išmeta daleles į aplinką. Šios dalelės keliauja Jupiterio magnetosferoje ir sudaro torą, jungiantį planetą ir palydovą. Dabar pasiūlytas metodas, kaip Junona galėtų padėti ištirti Ijo ugnikalnių poveikį magnetosferai. Tam reikėtų, kad Junonos orbita būtų nežymiai modifikuota ir zondas reguliariai praskristų tarp mūsų ir Ijo su Jupiteriu jungiančio toro. Šias okultacijas būtų galima stebėti iš Žemės. Stebėjimų duomenys leistų nustatyti Ijo paliekančios medžiagos savybes. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Cereros ledikalniai. Cereroje yra ledikalnis – ledo vulkanas – Ahuna. Tai, kad jis toks visoje nykštukinėje planetoje tik vienas, yra keista – atrodytų tikėtina, kad jei kažkur vanduo gali prasiveržti pro ledinę planetos plutą, tai jis tą turėtų padaryti ir kitose vietose. Naujo tyrimo autoriai teigia, kad ledikalnių Cereroje būta ir daugiau, tiesiog jie palyginus greitai išnyksta. Idėja remiasi tuo, kad ledas, užimantis uolienų vaidmenį Cereroje, yra minkštas ir laikui bėgant deformuojasi. Šis procesas, vadinamas klampiąja relaksacija, nulemia ledynų judėjimą Žemėje. Skaitmeniniai modeliai parodė, kad Cereroje relaksacija sumažintų tokį kalną, kaip Ahuna, 10-500 metrų per milijoną metų; skirtingi rezultatai gaunami priklausomai nuo prielaidų apie ledo sandarą, šiluminį balansą ir t.t. Taigi per kelias dešimtis ar kelis šimtus milijonų metų Ahunos dydžio kalnas gali tiesiog išnykti. Tai reiškia, kad Cereros paviršiuje tikrai galėjo būti daugiau ledikalnių, bet jie tiesiog neišliko iki šių dienų. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.

***

Tarpžvaigždinių palydovų stabdymas. Projektu Breakthrough Starshot tikimasi į artimiausią Saulei žvaigždę – Kentauro Alfos-Proksimos trinarę sistemą – nusiųsti nepilotuojamų mažyčių zondų. Viena iš problemų, su kuria susiduria misijos kūrėjai – kaip šiuos zondus vėliau sustabdyti. Planuojama, kad jie bus įgreitinti lazeriais iki 20% šviesos greičio. Taip judančios burės iki Kentauro Alfos nukeliautų per 20 metų, tačiau niekaip negalėtų sustoti, o pro žvaigždės sistemą pralėktų per keletą valandų. Dabar pasiūlyta idėja, kaip modifikuoti kelionės planą, kad kiekvienas zondas galėtų sistemą tyrinėti gerokai ilgiau. Tam reikėtų labai lengvų, pavyzdžiui iš grafeno pagamintų, burių, kurios būtų įgreitinamos iki 5% šviesos greičio. Tada jos galėtų sustoti veikiamos vien Kentauro Alfos ir Proksimos spinduliuotės, pakeisti savo trajektoriją taip, kad praskristų pirma pro Alfą, o paskui įskrietų į orbitą aplink Proksimą, ir ten išsilaikytų daug metų. Tokia kelionė užtruktų apie 150 metų, tačiau surenkamų mokslinių duomenų kiekis būtų nepalyginamai didesnis. Be to, tokias bures būtų galima įgreitinti vien Saulės šviesa, nenaudojant galingų lazerių. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kontroliuojama žvaigždės akrecija. Egzistuoja tokia dvinarė žvaigždė, vadinama Greitąja žybsniuotoja (angl. Rapid Burster). Ją sudaro neutroninė žvaigždė ir kompanionė, iš kurios pirmoji ryja medžiagą. Neutroninės žvaigždės švytėjimas yra netolygus – kartais pasikeičia jos spektras (padaugėja rentgeno spinduliuotės), o kartais paspartėja ir medžiagos rijimas (tai irgi sukuria daug rentgeno spinduliuotės). Iki šiol nebuvo paaiškinimo, kas sukelia antrojo tipo žybsnius, bet nauji stebėjimai parodė, jog žvaigždės magnetinis laukas sulaiko aplink esančią medžiagą ir neleidžia jai kristi tolygiai. Aplink neutroninę žvaigždę yra iš kompanionės medžiagos sudarytas akrecinis diskas, kuriame medžiaga po truputį artėja centro link. Tačiau neutroninės žvaigždės magnetinis laukas priešinasi medžiagos kritimui ir sustabdo ją tam tikru atstumu nuo žvaigždės, sukurdamas skylę diske. Tuo metu neutroninė žvaigždė švyti silpnai, tačiau medžiaga diske kaupiasi ties magnetinio lauko sukurta riba. Prisikaupus pakankamai medžiagos, magnetinis laukas jos nebeišlaiko, medžiaga nukrenta į neutroninę žvaigždę vienu ypu, ir kyla žybsnis. Stebėjimais nustatytas būtent tokios skylės diske egzistavimas, o kad ją išlaikytų, neutroninės žvaigždės magnetinis laukas turi būti šiek tiek stipresnis, nei paprastai aptinkamas dvinarėse žvaigždėse su neutronine nare. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Savaitės paveiksliukas – Europos pietinės observatorijos Labai dideliu teleskopu (VLT) daryta dviejų ūkų bendra nuotrauka. Abu ūkai yra žvaigždėdaros regionai, nutolę nuo mūsų atitinkamai per 1,7 ir 2,4 kiloparseko. Mėlyni apskritimai greta ūkų – pavienės masyvios žvaigždės ir jų kuriami jonizuoto vandenilio regionai.

***

Būriais skrajojančios žvaigždės. Paukščių Tako hale žvaigždžių yra gerokai mažiau, nei diske, todėl tyrinėti jas gana sudėtinga. Tačiau nauji Gaia kosminiu teleskopu gauti duomenys keičia šią situaciją. Juos išanalizavę mokslininkai nustatė, kad dauguma žvaigždžių Galaktikos hale juda grupėmis. Taip pat paaiškėjo, kad didelė dalis halo žvaigždžių, kurios yra mažiau prisirišusios prie Galaktikos, nei Saulė, juda orbitomis priešinga kryptimi, nei Saulė. Mažai tikėtina, kad tokios žvaigždžių populiacijos galėjo susiformuoti pačios savaime. Tikėtinesnis paaiškinimas, kurį prognozuoja ir teoriniai modeliai, – žvaigždės yra seniai suardytų nykštukinių galaktikų liekanos. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kosmosu stumiamos galaktikos. Seniai žinoma, kad mūsų Paukščių Takas ir daugybė aplinkinių galaktikų juda kosminės foninės spinduliuotės atžvilgiu maždaug 600 km/s greičiu Matuoklės ir Pietų Trikampio žvaižgdynų kryptimi. Ilgą laiką buvo manoma, kad šį judėjimą sukelia Didžiojo Traukiko (angl. The Great Attractor) gravitacija, vėliau už šio galaktikų telkinio atrastas dar didesnis Šaplio superspiečius. Bet dabar paaiškėjo, kad ne mažiau svarbus yra ir stumiantis efektas, kurį sukuria tuštuma priešingoje dangaus pusėje. Gerokai mažesnis šio regiono tankis, lyginant su vidutiniu Visatos tankiu, reiškia, kad iš tos pusės mūsų Galaktiką ir aplinkines veikia silpnesnė gravitacija, todėl judėjimas Šaplio superspiečiaus link tik dar sustiprėja. Tyrimo autoriai teigia, kad naujai atrasta tuštuma, pavadinta Dipolio Stūmiku (angl. Dipole Repeller), yra tiek pat reikšminga, kiek ir Šaplio superspiečius. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Tamsiosios medžiagos anihiliacija. Nors beveik neabejojama, kad tamsioji medžiaga (arba materija – kaip pavadinsi, taip nepagadinsi) egzistuoja, ją tyrinėti kol kas įmanoma tik netiesiogiai – stebint gravitacinį poveikį aplinkinei įprastai medžiagai. Visgi yra ne viena idėja, kaip ją būtų galima aptikti labiau tiesioginiu būdu; viena tokia idėja yra tamsiosios materijos dalelių anihiliacijos signalo paieškos. Manoma, kad šios dalelės kartais susiduria tarpusavyje ir anihiliuoja, paskleisdamos gama ar rentgeno spindulius. Tokia spinduliuotė turėtų būti stipriausia galaktikų centruose, kur daugiausiai tamsiosios materijos. Deja, kol kas jokio aiškaus signalo aptikti nepavyko. Bet dabar pristatyta nauja Chandra rentgeno spindulių teleskopo duomenų analizėje, kurioje aptinkama aiški spektrinė linija, kurios fotonų energija siekia 3,5 kiloelektronvolto. Tokios energijos signalas seniau buvo užfiksuotas sklindantis ir iš mūsų Galaktikos centro, o dabartiniuose duomenyse jis aptiktas tiesiog foninėje rentgeno spinduliuotėje, kurios šaltiniai nėra identifikuoti. Tyrimo autoriai atmeta keletą galimų paaiškinimų – paties teleskopo sukurtą efektą arba sieros jonų rekombinacijos liniją – tačiau paaiškinimų turbūt gali būti ir daugiau. Visgi jei laikytume, kad signalą kuria tamsiosios materijos dalelių anihiliacija, tai tų dalelių rimties masės energija būtų apie 7 kiloelektronvoltus – 70 kartų mažesnė, nei elektrono. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tiek naujienų apie praėjusią savaitę. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse